JP2000244820A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長時間露光動作に際して、高速の掃き出し駆
動のような無駄な電力ピークの発生を防止しながら、不
要電荷の混入による画像劣化を防止できるようにした撮
像装置を提供する。 【解決手段】 ＣＣＤ撮像素子１０５と、ＣＣＤ撮像素
子の画像出力可能駆動モードと駆動停止モードとを有す
るＣＣＤドライバ１０６と、該ＣＣＤドライバを制御す
るシステムコントローラ１１２とを備え、該システムコ
ントローラは、露光期間の終了時点たる電荷移送指令を
出力する第２の時点に対して所定時間先行する第１の時
点よりも以前の期間において少なくとも所定期間ＣＣＤ
ドライバを駆動停止モードとし、上記第１の時点以後第
２の時点に至る期間に亘っては、ＣＣＤドライバを画像
出力可能モードとして、ＣＣＤ撮像素子の垂直及び水平
電荷転送路を駆動させるように構成し、高速掃き出し駆
動のような電力ピークの発生を抑制しながら、不要電荷
の排出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＣＣＤなどの撮
像素子を用いた撮像装置に関し、特に長時間露光に際し
ての不要電荷の混入による画質劣化を防止できるように
した撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤに代表される固体撮像素子を用い
た撮像装置（カメラ）は広く知られており、動画を目的
とした連続した画像出力を得るいわゆるムービービデオ
カメラはもちろん、主として静止画を目的としたスチル
ビデオカメラも、特にディジタル記録方式を採用したい
わゆるディジタルカメラを中心に市場を形成するに至っ
ている。

【０００３】ＣＣＤを用いたカメラは、ＣＣＤ撮像素子
から画像信号を読み出すに際して、垂直及び水平の各電
荷転送路（ＶＣＣＤおよびＨＣＣＤ）を駆動する。この
駆動には、かなりの電力消費を伴う。ムービービデオカ
メラに関しては、連続的に画像を得るため露光と読み出
しは毎フィールド連続的に行なわれている。そして、ス
チルビデオカメラについても、目的とする静止画撮影以
外に、ＡＦ・ＡＥ・ＡＷＢ等の自動化機能や電子ファイ
ンダ機能のために、ムービー的な画像情報の必要性があ
ることなどから、撮像機能を使用する際には露光と読み
出しは毎フィールド連続的に行なわれるのが一般的であ
る。

【０００４】ところが、上述のように転送路の駆動には
かなりの電力消費を伴うことから、機能達成上不要な場
合は、これを停止すれば節電上極めて有効である。従
来、このような観点から、次のような技術が提案されて
いる。まず特開平９−１６８１１８号公報には、２フィ
ールド露光時に、有効画像読み出しフィールドではない
フィールド期間のＣＣＤ駆動を停止することで、節電を
図るようにしたものについて提案がなされている。また
特公平７−４４６６３号公報は、横形ＯＦＤ（オーバー
フロードレイン）構造のＣＣＤで長時間シャッタ動作
（電荷掃出し用高速駆動）時に、一旦ＣＣＤ駆動を停止
することで節電を図ったものについて提案がなされてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開平
９−１６８１１８号公報開示の技術は、基本的にはムー
ビーカメラを前提にしたものであり、長時間シャッタと
はいうものの、内容的には２フィールド露光に限定され
ていて、本願発明が目的としているような一般の長時間
露光に関するものではない。そして、該公開公報の実施
例説明の主要図である図４にも明らかに示されているよ
うに、電荷転送パルスである垂直駆動パルスφＶおよび
水平駆動パルスφＨの停止期間は、信号電荷読み出しパ
ルス１５の出力時まで「非信号読み出し期間」の全てに
亙っている。

【０００６】このような駆動方式では、実際にはスメア
や暗電荷による画質劣化が生じる。すなわち露光期間中
は常に（実際には別途光学シャッタのような遮光手段が
作用しない限り、露光時間中に限らず常時）撮像素子の
画面領域全体に被写体光が入射しており、これによって
発生し蓄積領域に捕捉され得なかった電荷が、スメアと
して転送路に混入して画質劣化の原因になる。また、熱
雑音や絶縁不良によって発生する暗電荷も同様に転送路
に混入して画質劣化の原因になる。これらの混入不要電
荷は通常のムービー動作に於いては、常時転送路が駆動
されていることで画像信号と共に（通常無視しうる雑音
として含まれて）読み出されて排出されているため問題
にならないが、上記公開公報開示のもののようにＣＣＤ
駆動を停止すると、その停止期間については排出されな
くなるから、その分蓄積効果が生じて画質劣化が大きく
なる。これは露光時間が長くなればなるほど、駆動停止
期間すなわち混入不要電荷の蓄積時間が長くなるためよ
り顕著な問題となる。

【０００７】また、上記特公平７−４４６６３号公報開
示のものは、画素領域に蓄積された電荷を半導体基板に
直接排出する手段を持たない、いわゆる横形ＯＦＤ（オ
ーバーフロードレイン）構造のＣＣＤを用いて電子シャ
ッタを実現するために、露光開始に対応する不要電荷の
排出を転送路経由で行なう「高速掃出し」（転送路の高
速駆動）を使用した技術であって、この「高速掃出し」
は通常の駆動以上に消費電力が大きいことから、不要期
間に関してはＣＣＤ駆動を停止して節電を図ったもので
ある。そして、ＣＣＤ駆動停止に関する上記転送路への
不要電荷の混入問題に対処すべく、信号読み出しに先立
って再度「高速掃出し」を行なう技術も記載されてい
る。

【０００８】しかし、この公告公報開示のものには次の
ような２つの問題がある。 （１）上記のような横形ＯＦＤ構造のＣＣＤでは、本来
のシャッタ動作に「高速掃出し」が必須であったが、縦
形ＯＦＤにより画素領域に蓄積された電荷を半導体基板
に直接排出することで電子シャッタを実現し得る現在の
技術水準からみると、信号読み出しに先立って「高速掃
出し」を行なうとすると、この期間でのみ駆動電力のピ
ークが発生することになる。電力ピークの発生は、特に
カメラなどの電池駆動機器の電池寿命を低下させること
は周知であって、これは撮像装置全体の設計に関して極
めて大きな問題である。 （２）また上記公告公報記載の上記「高速掃出し」は、
シャッタ動作のための電荷排出が目的で映像信号の読み
出しは考慮不要なため、単純に垂直転送路（ＶＣＣＤ）
の駆動周波数を通常より高い設定にして行っているもの
である。従って、垂直転送路から水平転送路への電荷転
送はＨブランキング期間内に限られずにＨ映像期間にも
行なわれる。（上記公告公報の図５参照：垂直ドライブ
パルスＨＤは実効的にＨブランキング期間に対応し、φ
Ｖ１およびφＶ２が垂直転送路の駆動パルスである。）
このため「高速掃出し」期間中は正常な映像信号出力は
得られず、従ってＯＢ（オプティカルブラック）も正常
には出力されない。（言うまでもなく、ＯＢは撮像素子
の画素の一部に遮光を施して光入力０の映像信号として
基準レベルに用いるものであるから、電気信号としての
正常映像信号出力が得られて初めてその機能を果たすこ
とができる。） また、駆動停止期間についても正常な
映像信号が得られないことは明らかで、従ってＯＢは正
常には出力されない。

【０００９】このような駆動停止期間中または高速掃出
し期間中の異常なＯＢ出力期間も、従来と同様の信号処
理を用いて読み出し制御を行なうとすれば、ＯＢクラン
プ動作によって不適当な信号レベルを基準にクランプし
てしまうことになる。このような期間自体は映像出力を
必要としない期間であるから、その限りに於いては問題
は無い。しかしながら結果的に、カップリングコンデン
サの充電電荷量（電位差）が本来の正常クランプ動作の
ときの値から大きく乖離してしまうことがある。そし
て、引き続き通常の信号読み出し制御に戻した時の正常
クランプ動作への復帰時間は（これはクランプスイッチ
のインピーダンスとカップリングコンデンサの容量によ
って決まるクランプ回路の時定数によって支配され
る）、現実の回路では種々の設計的制約から数ミリ秒を
要する場合があるため、このようなケースでは目的とす
る静止画像の上部読み出し期間数ミリ秒相当の部分の画
質が劣化してしまうことになる。

【００１０】本発明は、従来の撮像装置における上記問
題点を解消するためになされたもので、請求項１及び２
に係る発明は、長時間露光動作に際して高速の掃き出し
駆動のような無駄な電力ピークの発生を抑制しながら、
不要電荷の混入による画質劣化を防止できるようにした
撮像装置を提供することを目的とする。また、請求項３
及び４に係る発明は、駆動停止期間など正常出力が得ら
れない期間の影響によるクランプ異常を回避できるよう
にした撮像装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に係る発明は、露光期間に亙って光電変換
部に蓄積された電荷を、所定の電荷移送指令に応じて垂
直電荷転送手段に移送し該垂直電荷転送手段によって水
平電荷転送手段に転送し、さらに該水平電荷転送手段に
よって転送することで画像信号として読み出すように構
成された電荷転送型撮像素子と、上記撮像素子の上記垂
直及び水平電荷転送手段を駆動するにあたり、少なくと
も水平電荷転送に関して非映像信号出力期間として設け
られた水平ブランキング期間以外の期間における上記垂
直電荷転送手段の駆動が禁止され、上記水平ブランキン
グ期間においてのみ上記垂直電荷転送手段の駆動を行な
う画像出力可能駆動モードと、上記垂直及び水平電荷転
送手段の駆動を実質的に停止する駆動停止モードとを有
する駆動手段と、少なくとも上記電荷移送指令の出力を
制御し、かつ上記駆動手段を駆動することによって上記
撮像素子の画像信号を所定の読み出しモードで読み出す
読み出し制御手段とを備えた撮像装置であって、上記読
み出し制御手段は、露光期間の終了時点たる上記電荷移
送指令を出力する第２の時点に対して所定時間先行する
第１の時点よりも以前の期間において少なくとも所定期
間上記駆動手段を駆動停止モードとし、上記第１の時点
以後上記第２の時点に至る期間に亙っては、上記駆動手
段を画像出力可能駆動モードとして上記垂直及び水平電
荷転送手段を駆動させるように構成するものである。ま
た請求項２に係る発明は、請求項１に係る撮像装置にお
いて、上記読み出し制御手段は、上記画像出力可能駆動
モードにおける１回の上記電荷移送指令によって移送さ
れた信号電荷を上記垂直電荷転送手段から上記水平電荷
転送手段に全て転送するのに要する期間たる１フレーム
期間よりも長時間の露光動作に際しては、上記第１の時
点以後第２の時点に至る期間を上記１フレーム期間とし
たことを特徴とするものである。

【００１２】このように構成した撮像装置においては、
長時間露光時に際しては、一旦所定期間を駆動停止モー
ドとして駆動を停止するが、露光期間の終了後の画像信
号の読み出しに先立って、１フレーム期間等の所定期間
に亘って転送手段内の不要電荷を排出するための駆動
を、画像出力可能モードで行うようにしているので、高
速の掃き出し駆動のような無駄な電力ピークを発生させ
ない条件のもとで、特殊駆動に伴うスメア等の不要電荷
の混入による画像劣化の発生を抑制することができる。

【００１３】また請求項３に係る発明は、請求項１又は
２に係る撮像装置において、上記読み出し制御手段は、
さらに上記第１の時点以後第２の時点に至る期間におい
て少なくとも所定期間オプティカルブラッククランプ動
作を実行せしめることを特徴とするものである。

【００１４】このように電荷排出のための画像出力可能
モードでの駆動期間にＯＢクランプを行うことにより、
駆動停止期間など正常出力が得られない異常出力期間中
にＯＢクランプの異常が発生していても、正常なＯＢク
ランプに回復させることができ、ＯＢクランプ異常によ
る画質劣化を防止することができる。

【００１５】また請求項４に係る発明は、請求項１〜３
のいずれか１項に係る撮像装置において、上記読み出し
制御手段は、さらに上記第１の時点以前でかつ上記画像
出力可能駆動モードで駆動している期間以外の期間に関
してはオプティカルブラッククランプ動作を停止せしめ
ることを特徴とするものである。

【００１６】このように電荷排出のための画像出力可能
モードでの駆動期間に先立つ異常出力期間にＯＢクラン
プを停止しておくようにしているので、ＯＢクランプの
異常が発生せず、駆動停止期間など正常出力が得られな
い期間の影響によるＯＢクランプ異常を回避することが
でき、画質劣化を防止することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、発明の実施の形態について
説明する。図１は、本発明に係る撮像装置の実施の形態
を示す概略ブロック構成図である。図１において、１０
１はレンズ系、１０２はレンズ駆動機構、１０３は露出
制御機構、１０４はフィルタ系、１０５はＣＣＤ撮像素
子、１０６はＣＣＤドライバ、１０７はプリプロセス回
路（ＡＤ変換器を含む）、１０８はディジタルプロセス
回路（ハードとしてメモリを、処理としては全てのディ
ジタルプロセスを含む）、１０９はカードインターフェ
ース、１１０はメモリカード、１１１はＬＣＤ画像表示
系、１１２はシステムコントローラ（主構成としてマイ
コンを含む）、１１３は操作スイッチ系、１１４は操作
表示系、１１５はストロボ、１１６はレンズドライバ、
１１７は露出制御ドライバである。

【００１８】図２は、ＣＣＤ駆動回路およびＯＢクラン
プ回路の周辺部の回路構成図である。この周辺部は、Ｃ
ＣＤ撮像素子１０５，ＣＣＤドライバ１０６，プリプロ
セス回路１０７，システムコントローラ１１２を含み、
プリプロセス回路１０７はサンプルホールド（ＳＨ）回
路２０１とクランプ回路２０２とＧＣＡ２０３とＡＤ変
換器２０４を含んで構成されている。なお、２０５はカ
ップリングコンデンサである。システムコントローラ１
１２からＣＣＤドライバ１０６への指令のうち、電荷排
出パルスＶＳＵＢと電荷移送パルスＴＧと駆動モード信
号ＤＭ１，ＤＭ２のみが図示され、他は省略されてい
る。また、システムコントローラ１１２からプリプロセ
ス回路１０７への指令のうち、クランプ回路２０２のク
ランプ動作オン信号ＣＬＯＮのみが図示され、他は省略
されている。

【００１９】図３の（Ａ），（Ｂ）は、上記駆動モード
信号ＤＭ１，ＤＭ２にそれぞれ対応するＣＣＤ駆動態様
を示すタイミングチャートである。φＶ，φＨはそれぞ
れＶＣＣＤ駆動パルス及びＨＣＣＤ駆動パルスであり、
ＨＢＬＫは水平ブランキング信号である。なお、ＶＣＣ
Ｄ及びＨＣＣＤは公知の４相／２相パルスで駆動され電
荷を順次転送するが、説明の便宜上「１回」の駆動で各
相あたり１パルスが出力される（すなわち電荷転送の最
小単位分だけ転送される）ものとし、図３の（Ａ），
（Ｂ）は４相／２相パルスを代表する１相のみが描いて
あるものとする。なお、図３の（Ａ），（Ｂ）は、ロー
アクティブ表記としている。

【００２０】図３の（Ａ）に示されている駆動モード信
号ＤＭ１に対応する駆動は、従来一般的に使用される全
ての画素電荷を独立に読み出す駆動であり、ＶＣＣＤの
駆動は水平ブランキング期間内にのみ１回行われる。こ
の駆動を本明細書では後述の駆動モード信号ＤＭ２に対
応する駆動と対比して１倍速駆動と称する。

【００２１】図３の（Ｂ）は、駆動モード信号ＤＭ２に
対応する駆動であり、ＶＣＣＤの駆動は水平ブランキン
グ期間内にのみ２回行われる。従って、画素電荷は垂直
転送路（ＶＣＣＤ）から水平転送路（ＨＣＣＤ）への転
送に際して、垂直２画素ずつが加算されて出力されるこ
とになり、１フレームの読み出し時間は上記図３の
（Ａ）に示した１倍速駆動の２分の１に短縮される。こ
の駆動を本明細書では２倍速駆動と称する。なお補足す
れば、この２倍速駆動や、これの拡張概念であるＶＣＣ
Ｄの駆動を水平ブランキング期間内にのみｎ回行なう公
知のｎ倍速駆動においては、画素電荷の加算によって１
倍速駆動の場合に比して失われる情報はあるものの、上
記従来技術における「高速掃出し」駆動とは異なり、映
像信号として利用可能な態様の出力信号を得ることがで
きる。従って、このような駆動モードは全て１倍速駆動
と同様に画像出力が可能な駆動モードである。

【００２２】図４は、本実施の形態における第１の撮像
態様を説明するための撮像タイミングチャートである。
この撮像態様は本実施の形態に係る撮像装置の「高画質
モード」における露光動作に対応するもので、画像記録
のための信号読み出しは１倍速モードで行われる。露光
開始に先立ってはＣＣＤ駆動は１倍速モードで繰り返さ
れており、また露光時間Ｔが１倍速モードにおける１フ
レーム期間Ｆ１より長いかどうか判断するために、ＴＡ
＝Ｔ−Ｆ１の符号が判定されている。図４はＴＡ＞０の
場合を表わしている。（なお、ＴＡ≦０のときはＣＣＤ
駆動が常に１倍速モードで中断なく実行される従来公知
の制御が行われるので、その説明は省略する。）

【００２３】システムコントローラ１１２は、図示しな
い露光指令を受けると、所定のタイミング（時刻ｔ₁ ）
で電荷排出パルスＶＳＵＢを出力し、露光を開始すると
同時にＣＣＤ駆動モード信号ＤＭ１およびクランプ動作
オン信号ＣＬＯＮをＬに設定する。その後時間ＴＡが経
過した時点（時刻ｔ₂ ）で、ＣＣＤ駆動モード信号ＤＭ
１およびクランプ動作オン信号ＣＬＯＮをＨに設定す
る。さらに時間Ｆ１経過した時点、すなわち時刻ｔ₁ か
ら露光時間Ｔ経過後の時点（時刻ｔ₃ ）で電荷移送パル
スＴＧを出力して、画素領域の信号電荷を垂直転送路
（ＶＣＣＤ）に移送する。移送された電荷は、その後時
刻ｔ₄ まで１倍速の１フレーム期間に亙って順次読み出
され、後段の回路で適宜処理されて記録される。

【００２４】このような撮像制御によれば、ｔ₁ 〜ｔ₂
の期間については、ＣＣＤ駆動電力が０になり節電が図
られるとともに、クランプ動作が停止されクランプスイ
ッチが開放されたままであるから、カップリングコンデ
ンサが異常な映像信号出力によって充放電されることが
ない。そして、ｔ₂ 〜ｔ₃ の期間においては、１フレー
ム分の転送が行われ転送路中のスミアや暗電荷などによ
る不要電荷が排出されるとともに、この期間に亙ってＯ
Ｂクランプが行われるため、仮にその時点以前にカップ
リングコンデンサの異常な充放電が行われていた場合に
おいても、正常なＯＢクランプを回復することができる
ため、記録される画像の画質の劣化を生じさせることが
ない。また、この期間に生じるピーク電力は、その後の
記録のための読み出し期間のそれと同じであって、新た
なピークを生じることがない。

【００２５】図５は、本実施の形態における第２の撮像
態様を説明するための撮像タイミングチャートである。
この撮像態様は本実施の形態に係る撮像装置の「低画質
モード」における露光動作に対応するもので、画像記録
のための信号読み出しは２倍速モードで行われる。露光
開始に先立ってはＣＣＤ駆動は２倍速モードで繰り返さ
れており、また露光時間Ｔが２倍速モードにおける１フ
レーム期間Ｆ２より長いかどうか判断するために、ＴＡ
＝Ｔ−Ｆ２の符号が判定されている。図５はＴＡ＞０の
場合を表わしている。（なお、ＴＡ≦０のときはＣＣＤ
駆動が常に２倍速モードで中断なく実行される従来公知
の制御が行われるので、その説明は省略する。）

【００２６】システムコントローラ１１２は、図示しな
い露光指令を受けると、所定のタイミング（時刻ｔ₅ ）
で電荷排出パルスＶＳＵＢを出力し、露光を開始すると
同時にＣＣＤ駆動モード信号ＤＭ２およびクランプ動作
オン信号ＣＬＯＮをＬに設定する。その後時間ＴＡが経
過した時点（時刻ｔ₆ ）でＣＣＤ駆動モード信号ＤＭ２
およびクランプ動作オン信号ＣＬＯＮをＨに設定する。
さらに時間Ｆ２経過した時点、すなわちｔ₅ から露光時
間Ｔ経過後の時点（時刻ｔ₇ ）で電荷移送パルスＴＧを
出力して、画素領域の信号電荷を垂直転送路（ＶＣＣ
Ｄ）に移送する。移送された電荷は、その後時刻ｔ₈ ま
で２倍速の１フレーム期間に亙って順次読み出され、後
段の回路で適宜処理されて記録される。

【００２７】このような撮像制御によれば、ｔ₅ 〜ｔ₆
期間については、ＣＣＤ駆動電力が０になり節電が図ら
れるとともに、クランプ動作が停止されクランプスイッ
チが開放されたままであるから、カップリングコンデン
サが異常な映像信号出力によって充放電されることがな
い。そして、ｔ₆ 〜ｔ₇ 期間においては、１フレーム分
の転送が行われ転送路中のスミアや暗電荷などによる不
要電荷が排出されるとともに、この期間に亙ってＯＢク
ランプが行われるため、仮にその時点以前にカップリン
グコンデンサの異常な充放電が行われていた場合におい
ても、正常なＯＢクランプを回復することができるた
め、記録される画像の画質の劣化を生じさせることがな
い。また、この期間に生じるピーク電力は、その後の記
録のための読み出し期間のそれと同じであって、新たな
ピークを生じることがない。

【００２８】本実施の形態における第３の撮像態様を説
明するための撮像タイミングチャートを、図５の一部を
点線に書き換えたもので示す。この撮像態様は、本実施
の形態に係る撮像装置の「高画質モード」における露光
動作に対応するもので、画像記録のための信号読み出し
は１倍速モードで行われる。しかしながら、露光開始に
先立っては動画的な画像出力に対応するために、ＣＣＤ
駆動は２倍速モードで繰り返されており、また、露光時
間Ｔが２倍速モードにおける１フレーム期間Ｆ２より長
いかどうか判断するために、ＴＡ＝Ｔ−Ｆ２の符号が判
定されている。図５はＴＡ＞０の場合を表わしている。
（なお、ＴＡ≦０のときはＣＣＤ駆動が常に２倍速モー
ドで中断なく行われた後、記録のための読み出しに際し
てのみ１倍速駆動が行われるものとする。）

【００２９】システムコントローラ１１２は図示しない
露光指令を受けると、所定のタイミング（時刻ｔ₅ ）で
電荷排出パルスＶＳＵＢを出力し露光を開始すると同時
に、ＣＣＤ駆動モード信号ＤＭ２およびクランプ動作オ
ン信号ＣＬＯＮをＬに設定する。その後時間ＴＡが経過
した時点（時刻ｔ₆ ）でＣＣＤ駆動モード信号ＤＭ２お
よびクランプ動作オン信号ＣＬＯＮをＨに設定する。さ
らに時間Ｆ２経過した時点、すなわちｔ₅ から露光時間
Ｔ経過後の時点（時刻ｔ₇ ）で電荷移送パルスＴＧを出
力して、画素領域の信号電荷を垂直転送路（ＶＣＣＤ）
に移送する。これと同時にＣＣＤ駆動モード信号ＤＭ２
をＬに、ＣＣＤ駆動モード信号ＤＭ１をＨにそれぞれ設
定する。移送された電荷は、その後時刻ｔ₉ まで１倍速
で１フレーム期間に亙って順次読み出され、後段の回路
で適宜処理され記録される。

【００３０】このような撮像制御によれば、ｔ₅ 〜ｔ₆
期間については、ＣＣＤ駆動電力が０になり節電が図ら
れるとともに、クランプ動作が停止されクランプスイッ
チが開放されたままであるから、カップリングコンデン
サが異常な映像信号出力によって充放電されることがな
い。そしてｔ₆ 〜ｔ₇ 期間においては、２倍速で１フレ
ーム分の転送が行われ、転送路中のスミアや暗電荷など
による不要電荷が排出されるとともに、この期間に亙っ
てＯＢクランプが行われるため、仮にその時点以前にカ
ップリングコンデンサの異常な充放電が行われていた場
合においても、正常なＯＢクランプを回復することがで
きるため、記録される画像の画質の劣化を生じさせるこ
とがない。この期間に生じるピーク電力は、その後の記
録のための読み出し期間のそれのおよそ２倍ではある
が、それ以前以後の動画的な画像出力期間まで含めて考
えた場合は、新たなピークを生じてはいない。そして、
第１の撮像の態様の場合に比べて不要電荷排出期間を１
／２に短縮することができるから、より小さい露出時間
Ｔまで適用可能となっている。

【００３１】なお、撮像の態様についてはこの他にも様
々な変形例が考えられる。まず、露光期間に至るまでの
時刻ｔ₁ 以前について、あるいは記録のための読み出し
終了後（時刻ｔ₄ またはｔ₈ ，または第３の撮像態様で
はｔ₉ 以後）、必要ない場合はＣＣＤ駆動を行わないよ
うにすることが挙げられる。この場合、全体としての節
電効果がさらに増すことは言うまでもない。あるいは節
電の効果を少し犠牲にして、不要電荷排出のためのＣＣ
Ｄ駆動期間を、必要に応じて上記各撮像態様よりも（露
出時間Ｔが許す条件のときは）長く設定しても良い。

【００３２】また、この態様とは別に、ＯＢクランプの
オンオフを不要電荷排出のためのＣＣＤ駆動期間と異な
るタイミングで制御してももちろん構わない。実際、映
像信号の異常出力期間中にＯＢクランプをオフとすれば
（これは請求項４単独に対応する構成である）、カップ
リングコンデンサの異常充放電が行われないから、記録
のための読み出しに先立つ事前クランプは省略しても、
大きな問題は生じない場合もある。

【００３３】逆にＯＢクランプの時定数に対して充分な
時間の事前クランプを行えば（これは請求項３単独に対
応する構成である）、異常出力期間中にクランプをオン
してカップリングコンデンサの異常充放電が行われたと
しても、通常は問題にならない。

【００３４】なお、上記撮像態様においては２倍速駆動
までにとどめたが、任意のｎ倍速駆動に関しても全く同
様に適用できることは言うまでもない。さらに、上記説
明ではＣＣＤの走査方式には言及していないが、プログ
レッシブ（順次）走査およびインターレス走査のいずれ
のタイプでも良く、その際本実施の形態の１フレーム期
間とは、請求項にも規定しているとおり「上記画像出力
可能駆動モードにおける１回の上記電荷移送指令によっ
て移送された信号電荷を上記垂直電荷転送手段から上記
水平電荷転送手段に全て転送するのに要する期間」であ
るから、インターレース走査タイプの撮像素子において
は、いわゆる１フィールド期間がこれに対応すること
も、これまた言うまでもない。また、撮像素子はモノク
ロ、カラーのいずれであっても良いこともこれまた当然
である。

【００３５】

【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、請求項１及び２に係る発明によれば、長時間露光時
に際しては、露光期間の終了後の画像信号の読み出しに
先立って、１フレーム期間等の所定期間に亘って転送手
段内の不要電荷を排出するための駆動を、画像出力可能
モードで行うようにしているので、高速掃き出し駆動の
ような無駄な電力ピークを発生させない条件のもとで、
特殊駆動に伴うスメア等の不要電荷の混入による画像劣
化の発生を抑制し、高画質と電池寿命とが両立した撮像
装置を実現することができる。また、請求項３に係る発
明によれば、駆動停止期間など正常出力が得られない異
常出力期間中にＯＢクランプの異常が発生していても正
常なＯＢクランプに回復させることができ、ＯＢクラン
プ異常による画質劣化を防止することができる。また、
請求項４に係る発明によれば、電荷排出のための画像出
力可能モードでの駆動期間に先立つ異常出力期間にＯＢ
クランプを停止しておくようにしているので、ＯＢクラ
ンプの異常が発生せず、画質劣化を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る撮像装置の実施の形態を示すブロ
ック構成図である。

【図２】図１に示した実施の形態におけるＣＣＤドライ
バ及びプリプロセス回路部分の詳細な構成を示すブロッ
ク構成図である。

【図３】実施の形態における１倍速駆動及び２倍速駆動
のＣＣＤ駆動態様を説明するためのタイミングチャート
である。

【図４】実施の形態における第１の撮像態様を説明する
ための撮像タイミングチャートである。

【図５】実施の形態における第２及び第３の撮像態様を
説明するための撮像タイミングチャートである。

【符号の説明】

１０１ レンズ系 １０２ レンズ駆動系 １０３ 露出制御機構 １０４ フィルタ系 １０５ ＣＣＤ撮像素子 １０６ ＣＣＤドライバ １０７ プリプロセス回路 １０８ ディジタルプロセス回路 １０９ カードインターフェース １１０ メモリカード １１１ ＬＣＤ画像表示系 １１２ システムコントローラ １１３ 操作スイッチ系 １１４ 操作表示系 １１５ ストロボ １１６ レンズドライバ １１７ 露出制御ドライバ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 露光期間に亙って光電変換部に蓄積され
   た電荷を、所定の電荷移送指令に応じて垂直電荷転送手
   段に移送し該垂直電荷転送手段によって水平電荷転送手
   段に転送し、さらに該水平電荷転送手段によって転送す
   ることで画像信号として読み出すように構成された電荷
   転送型撮像素子と、上記撮像素子の上記垂直及び水平電
   荷転送手段を駆動するにあたり、少なくとも水平電荷転
   送に関して非映像信号出力期間として設けられた水平ブ
   ランキング期間以外の期間における上記垂直電荷転送手
   段の駆動が禁止され、上記水平ブランキング期間におい
   てのみ上記垂直電荷転送手段の駆動を行なう画像出力可
   能駆動モードと、上記垂直及び水平電荷転送手段の駆動
   を実質的に停止する駆動停止モードとを有する駆動手段
   と、少なくとも上記電荷移送指令の出力を制御し、かつ
   上記駆動手段を駆動することによって上記撮像素子の画
   像信号を所定の読み出しモードで読み出す読み出し制御
   手段とを備えた撮像装置であって、上記読み出し制御手
   段は、露光期間の終了時点たる上記電荷移送指令を出力
   する第２の時点に対して所定時間先行する第１の時点よ
   りも以前の期間において少なくとも所定期間上記駆動手
   段を駆動停止モードとし、上記第１の時点以後上記第２
   の時点に至る期間に亙っては、上記駆動手段を画像出力
   可能駆動モードとして上記垂直及び水平電荷転送手段を
   駆動させるように構成されていることを特徴とする撮像
   装置。
2. 【請求項２】 上記読み出し制御手段は、上記画像出力
   可能駆動モードにおける１回の上記電荷移送指令によっ
   て移送された信号電荷を上記垂直電荷転送手段から上記
   水平電荷転送手段に全て転送するのに要する期間たる１
   フレーム期間よりも長時間の露光動作に際しては、上記
   第１の時点以後第２の時点に至る期間を上記１フレーム
   期間としたことを特徴とする請求項１に係る撮像装置。
3. 【請求項３】 上記読み出し制御手段は、さらに上記第
   １の時点以後第２の時点に至る期間において少なくとも
   所定期間オプティカルブラッククランプ動作を実行せし
   めることを特徴とする請求項１または２に係る撮像装
   置。
4. 【請求項４】 上記読み出し制御手段は、さらに上記第
   １の時点以前でかつ上記画像出力可能駆動モードで駆動
   している期間以外の期間に関してはオプティカルブラッ
   ククランプ動作を停止せしめることを特徴とする請求項
   １〜３のいずれか１項に係る撮像装置。